Corso di
SISTEMI DIGITALI PER L'ELABORAZIONE DI SEGNALI ED IMMAGINI

Scheda

Docenti

Programma

Acquisizione dei segnali in digitale.

Mondo reale, mondo digitale elaborazioni analogiche e digitali. Elenco dei sistemi di elaborazione digitale ed analogici principali, differenze. Schema condizionamento, campionamento quantizzazione. Campionatori (Sample and hold, quantizzazione, schemi di convertitori A/D). Teorema del campionamento. Approfondimento sul filtraggio analogico. Errore di quantizzazione. Fenomeno del Dithering. Tecniche per il sottocampionamento. Effetto del jittering.

Sistemi digitali per l'elaborazione dei segnali.

Microcontrollori. DSP. PLD. FPGA. Cenni sui tool di programmazione e di simulazione digitale (compilatori per DSP, softwre per logiche programmabili Xilinx e Altera).

Richiamo ai numeri complessi Serie e Trasformata di Fourier tempo continuo.

Rappresentazione geometrica e forma polare dei numeri complessi. Relazioni tra esponenziale, seno, e coseno. Serie di Fourier. Trasformata di Fourier. Proprietà della trasformata di Fourier. Alcuni esempi complessi per il calcolo di trasformate di Fourier. Risposta in frequenza di sistemi.

Approfondimento sulle proprietà delle trasformate di Fourier.

Trasformata del prodotto di due segnali. Trasformata di funzioni reali. Trasformata di funzioni pari. Antitrasformata. Teorema di Parseval. Trasformate di Fourier ed unità di misura sugli assi.

Correlazione tra segnali; autocorrelazione (tempo continuo).

Correlazione tra segnali. Autocorrelazione. Esempi di utilizzo della correlazione in strumentazione.

Introduzione all'elaborazione di segnali digitali.

Segnali tempo discreto. Segnali coniugati simmetrici ed antisimmetrici. Scomposizione in segnali complessi simmetrici ed antisimmetrici. Definizione di sequenza periodica. Definizione di energia di una sequenza. Definizione di potenza di una sequenza. Sequenze derivanti da funzioni trigonometriche, coseno, esponenziale. Definizione di pulsazione normalizzata. Verifica della indistinguibilità di due sequenze trigonometriche con pulsazione normalizzata differente per un multiplo di 2*pi (teorema del campionamento segnali tempo discreto ovvero sequenze).

Sistemi tempo discreto.

Tempo discreto linearità dei sistemi. Convoluzione tempo discreto. Condizioni di stabilità BIBO. Correlazione. Proprietà della correlazione ed autocorrelazione. Correlazione di sequenze periodiche.

Sistemi LTI a risposte impulsive finite e non finite descrizione dei modelli (FIR e IIR).

Filtri FIR. Filtri IIR. Filtri CIC. Filtri interpolatori. Integratori e derivatori.

Discrete time Fourier Transform.

Definizioni, condizioni di convergenza, esempi di calcolo. Discrete Fourier transform. Discrete Fourier transform in forma matriciale per l'introduzione alla FFT.

Trasformata Zeta.

Definizioni. Condizioni di convergenza, esempi. Inversione della trasformate zeta. Descrizione di sistemi LTI in trasformate zeta. Condizioni di stabilità dei sistemi H(z).

Esercitazioni con Matlab.

Discrete-time Fourier transform. Discrete Fourier transform. Creazione di filtro a risposta in frequenza custom (verifica tramite chirp in ingresso del corretto funzionamento).

Trasformata veloce di Fourier (FFT).

Metodi per la trasformazione della descrizione del sistema.

Come passare dalla H(z) alla H(jw) e viceversa.

Antitrasformate zeta esempi per lo scritto.

Esempi pratici per la creazione di sistemi.

Sistemi di modulazione. Generazione di frequenze multiple. Lock in amplifier.

Analisi multifrequenza.

Alterazione del rate. Decimazione ed interpolazione. Decimazione ed interpolazione (effetti sullo spettro).

Caratteristiche in frequenza dei sistemi H(z).

Elaborazione di immagini.

Sistemi di acquisizione (CCD). Array doppio di punti. Fenomeno dell'aliasing e battimento spaziale. Operazioni puntuali. Scalatura dei toni di grigio, Variazione della gamma. Compressione per Look up table per immagini in falsi colori. Correlazione e riconoscimento oggetti su immagini. Convoluzione e filtraggio su immagini.

Lezioni 2023-24

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